几种开关、综保原理及故障

额 定 电 压 额 定 电 流 真 空 式 隔 爆 型 起 动 器 Q B Z - / 起 动 器 型 号 额 定 电 压 （ V） 额 定 电 流 （ A） 通 断 能 力 （ A） 极 限 分 断 能 力 （ A） 电 寿 命 （ 万 次 ） AC3 电 寿 命 （ 万 次 ） AC4 最 大 控 制 功 率 AC4( )KW QBZ-80 1140、 660、 380 80 800 2000 60 6 110、 65、 40 QBZ-120 1140、 660、 380 120 1000 2000 60 6 170、 100、 60 QBZ-200 1140、 660、 380 200 2000 4500 60 6 290、 170、 98 启 动 、 停 止按 钮 隔 离 换向 开 关 控 制 变压 器 阻 容 吸 收装 置 真 空交 流 接 触 器JDB保护 器中 间 继 电 器熔 断 器 真 空交 流接 触器 隔 离 换向 开 关阻 容 吸收 装 置 JDB综 合保 护 器 中 间 继 电 器熔 断 器 启 动 按钮 停 止 按 钮控 制 变 压 器 图 1 图 3 图 4 图 5 图 6 再 对 比 一 下 ， 发 现 图 7又 多 了 一 个 元 件 ， 按 钮 SB2。 正 常 情 况下 ， 按 钮 SB2是 接 通 的 ， KM接 触 器 的 线 圈 可 以 正 常 工 作 。 当按 下 SB2时 ， SB2断 开 ， 从 而 断 开 了 KM线 圈 的 回 路 。 线 圈 断电 ， 接 触 器 的 真 空 管 触 点 和 常 开 辅 助 触 点 全 部 断 开 。 电 路 回到 初 始 状 态 。 图 7 现 在 我 们 来 总 结 一 下 前 面 所 讲 的 内 容 。 此 图 是 前 面 几 个 原 理图 汇 总 起 来 的 一 张 完 整 的 电 路 图 。 这 个 图 就 是 典 型 的 接 触 器控 制 原 理 图 。 看 懂 了 这 个 图 ， 以 后 再 分 析 防 爆 开 关 原 理 图 的时 候 ， 就 会 非 常 容 易 。 为 了 方 便 原 理 分 析 ， 我 对 开 关 原 图 进 行 了 简 化 ， 上 图 是 简 化 之 后 的 图 。 图中 的 蓝 色 线 ， 在 分 析 时 视 为 通 路 。 红 色 框 中 的 部 分 ， 请 视 为 真 空 交 流 接 触器 中 那 样 的 吸 合 线 圈 。 名 称 过 载 保 护 短 路 保 护 断 相 保 护 漏 电 闭 锁 序 号 9 1 2 3 4 5 6 7 8 整 定 电 流 倍 数 1.05 1.2 1.5 6.0 8-10 0:1.15（ 二 相 ） 1:0.9（ 二 相 ） 动 作 时 间 2h内 不 动 作 5min S 20min 1min S 3min 8s S 16s 0.25s0.45s 13min 不 动 作 起 始 状 态 冷 态 热 态 热 态 冷 态 冷 态 热 态 冷 态 复 位 方 式 自 动 自 动 自 动 手 动 自 动 手 动 复 位 时 间 3min 3min 3min 3min 漏 电 闭 锁 值 7+20%K (380V)或 22+20%K (660V) 漏 电 检 测 电 流 小 于 2mA 根 据 所 选 用 的 保 护 器 的 不 同 ， 起 动 器 具 有 下 表 所 列 保 护 特 性 ： 真 空 交流 接 触器 中 间 接 触 器 停 止 按钮JDB保护器熔 断 器 双 联 按 钮 进 线端 子出 线端 子控 制线 自 动排 水 闭 锁 杆 防 爆 接 线 腔 ： 电 源 进 线端 子 、 负 荷 出 线 端 子 、控 制 线 九 芯 端 子 、 水 位控 制 端 子接 触 器 腔 （ 上 层 ） ： 真空 接 触 器 、 电 流 互 感 器 、控 制 变 压 器 、 熔 断 器 、水 位 控 制 器 、 显 示 板 、控 制 转 换 开 关接 触 器 腔 （ 下 层 ） ： 隔离 换 向 开 关 、 操 作 按 钮 、阻 容 吸 收 器 、 电 子 保 护器 真 空 接触 器 CK 水 位 控制 器熔 断 器 RD控 制 变 压器 BK 阻 容 吸 收装 置 RZ控 制 按 钮 隔 离 换 向开 关 HK 控 制 按 钮 机 械 闭 锁装 置隔 离 换 向开 关 HK熔 断 器 RD控 电 子 保护 器 插 件 转 换 开 关 过 载 短 路 工 作漏 电 风 电电 源 3.2 主 要 性 能3.2.1 起 动 器 过 载 保 护 性 能 ， 保 护 动 作 时 间 见 表 二 。 注 ： 漏 地 闭 锁 的 解 锁 值 为 动 作 值 的 150%。 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法按 启 动 按 钮 时 ，开 关 不 闭 合 1、 电 源 没 有 电 ， 隔 离 开 关 未 闭 合 检 查 电 源 ， 包 括 重 新 合 上 断 路 器 2、 主 回 路 RD1/RD2或 控 制 回 路 RD3熔 断 器 熔 断 检 查 并 更 换 熔 断 器 3、 停 止 按 钮 损 坏 或 未 复 位 修 复 停 止 按 钮 4、 启 动 按 钮 损 坏 修 复 启 动 按 钮 5、 变 压 器 或 吸 引 线 圈 烧 坏 更 换 部 件 6、 控 制 回 路 有 接 触 不 良 现 象 或 端 子 松 动 重 新 接 线 7、 电 源 电 压 低 调 整 电 源 电 压 8、 接 触 器 故 障 更 换 真 空 接 触 器 B5黄 绿 红 红 红电源 作工 风电 路短 过载 电漏B8 绿 ZJ6 A10 9# A6 A8 nnnn 按“ ” 、“ ”键可使光标移动，并选中主菜单项，按“确定”键，进入相应的主菜单项。 ， 按 “ 确 定 ” 键 ， 可 锁 存 该 值 。 八 、 故 障 分 析 与 排 除 保 护 箱 的 外 购 件 选 用 进 口 优 质 件 和 国 家 质量 水 平 最 高 的 定 点 生 产 厂 产 品 ， 并 经 公 司 严 格 筛 选 ； 制 造 工 艺 考 究 ， 并 经 严 格的 出 厂 质 检 。 所 以 ， 只 要 合 理 使 用 ， 出 现故 障 极 少 。 若 使 用 后 发 现 故 障 ， 按 表 4和 电气 原 理 图 及 接 线 图 查 找 、 排 除 故 障 K B G / 6 Y KBG- / 10Y 矿 用 隔 爆 型 移 动 变 电 站 用 （ 永 磁 ） 高 压 真 空 开 关 一 、 概 述 1、 用 途 与 功 能 ： KBG- /6Y（ KBG-315/10Y） 矿 用 隔 爆 型移 动 变 电 站 用 高 压 真 空 开 关 （ 以 下 简 称“ 高 压 开 关 ” ） ， 适 用 于 具 有 爆 炸 性 危 险气 体 及 粉 尘 的 矿 井 中 ， 安 装 于 变 压 器 的 高压 侧 ， 与 我 厂 生 产 的 BXB- /1140（ 660）Y（ BXB- /3.3Y） 矿 用 隔 爆 型 低 压 侧 综 合保 护 箱 配 套 ， 用 于 煤 矿 井 下 6kV（ 10kV）/50HZ， 额 定 容 量 4000 kVA 及 以 下 移 动 变电 站 高 、 低 压 两 端 ,共 同 组 成 低 压 侧 故 障 分断 高 压 侧 电 源 的 理 想 型 移 动 变 电 站 系 统 。 2、 主 要 特 点 ： （ 1） 采 用 技 术 先 进 的 进 口 工 业 可 编 程 序 控制 器 （ PLC） 和 人 机 屏 （ GOT） 系 统 ， 参数 设 置 灵 活 方 便 、 质 量 稳 定 、 动 作 性 能 灵敏 可 靠 、 运 行 和 故 障 画 面 直 观 简 明 。 （ 2） PLC智 能 型 综 合 保 护 器 具 有 系 统 自 检 、故 障 诊 断 巡 检 及 记 忆 功 能 ， RS485通 讯（ RS232口 可 选 ） 功 能 、 能 够 实 时 检 测 和传 送 数 字 化 显 示 运 行 状 态 及 故 障 指 示 ， 与矿 井 的 自 动 化 网 络 结 合 组 成 更 加 完 备 的 矿井 自 动 化 监 控 系 统 。 （ 3） 保 护 功 能 齐 全 ， 有 过 载 、 短 路 、 断 相 、过 压 、 欠 压 、 超 温 、 上 级 电 源 紧 停 保 护 ，并 对 低 压 侧 反 馈 来 的 故 障 进 行 保 护 。 （ 4） 对 变 压 器 具 有 温 度 保 护 功 能 ， （ 根 据 客 户 要求 可 加 装 温 度 显 示 功 能 ） 。 （ 5） 与 变 压 器 和 低 压 综 合 保 护 箱 配 套 组 成 了 国 际先 进 的 低 压 侧 故 障 分 断 变 压 器 高 压 侧 电 源 的 运 行模 式 。 （ 6） 具 有 独 立 的 高 压 隔 离 腔 室 ， 运 行 及 维 护 安 全 、可 靠 。 （ 7） 高 压 真 空 断 路 器 安 装 为 导 轨 式 ， 更 换 方 便 。弹 簧 机 构 式 断 路 器 和 永 磁 机 构 式 断 路 器 均 适 用 ，可 互 换 。 （ 8） 高 压 隔 离 开 关 腔 设 有 观 察 窗 ， 便 于 观 察 触 头分 合 是 否 良 好 。 （ 9） 结 构 合 理 、 操 作 方 便 ， 并 具 备 电 动 合 闸 及 手动 储 能 合 闸 双 重 机 构 。 3、 型 号 说 明 二 、 结 构 特 征 、 结 构 高 压 开 关 主 要 由 隔 爆 箱 、 断 路 器 和 PLC智 能 型综 合 保 护 器 （ 包 括 人 机 屏 GOT） 三 大 部 分 组 成 。隔 爆 箱 体 分 接 线 箱 、 隔 离 刀 闸 箱 和 断 路 器 箱 三 个箱 体 。 箱 体 为 长 方 形 ， 中 间 隔 板 将 整 个 箱 体 隔 成 三 个 防爆 腔 室 。 上 腔 接 线 腔 左 右 两 侧 各 有 一 个 高 压 电 缆引 入 装 置 。 上 腔 隔 离 开 关 腔 内 装 有 一 只 刀 闸 隔 离开 关 ， 并 设 有 观 察 窗 。 下 腔 装 有 电 流 互 感 器 、 电压 互 感 器 和 真 空 断 路 器 ， 断 路 器 由 左 右 两 根 导 条导 入 ， 并 可 以 在 两 导 条 内 部 固 定 断 路 器 。 箱 体 右侧 板 上 设 有 隔 离 开 关 分 合 闸 手 柄 、 断 路 器 机 械 合闸 手 柄 、 机 电 闭 锁 装 置 等 。 箱 体 前 门 内 部 装 有 PLC、 GOT、 信 号 取 样 检 测 板等 ， 前 门 设 有 液 晶 显 示 窗 ， 显 示 高 压 开 关 运 行 状态 和 各 种 故 障 状 态 。 面 板 还 设 有 参 数 设 定 按 钮 及过 载 、 短 路 、 复 位 、 急 停 、 电 合 、 电 分 、 手 分 等操 作 按 钮 ， 用 于 实 现 参 数 设 定 和 功 能 操 作 。 、 结 构 特 性 （ ） 具 有 独 立 的 高 压 隔 离 开 关 ， 运 行 及 维 护 安全 、 可 靠 。 （ 2 ） 具 有 电 动 合 闸 及 手 动 储 能 合 闸 双 重 机 构 。 （ 3 ） 具 有 与 国 产 变 压 器 和 进 口 变 压 器 两 种 安 装配 套 模 式 ， 可 与 国 产 变 压 器 和 进 口 变 压 器 配 套 使用 。 五 、 工 作 原 理 工 作 原 理 （ 参 见 原 理 框 图 和 电 气 原 理 图 ） （ 1） 合 隔 离 开 关 送 高 压 ， 高 压 电 压 互 感 器 （ PT）二 次 输 出 AC 110V。 （ 2） AC 110V给 PLC供 电 ， PLC得 电 后 ， 首 先 对整 个 系 统 自 检 ， 系 统 正 常 后 PLC保 护 投 入 运 行 。PLC输 出 DC24V供 给 GOT， GOT的 主 界 面 显 示 电压 、 电 流 、 功 率 等 参 数 。 其 中 ， 电 压 显 示 信 号 经取 样 电 路 送 入 V3通 道 ， 经 PLC处 理 后 电 压 显 示6000V（ 10kV） 、 电 流 显 示 0 A、 功 率 显 示 0 kW为 正 常 ， 配 电 装 置 正 常 运 行 。 （ 3） AC 110V同 时 供 给 真 空 断 路 器 作 分 合 闸 的 操作 电 源 。 若 电 源 正 常 ， 可 保 证 真 空 断 路 器 正 常 分合 闸 。 （ 4） 对 真 空 断 路 器 进 行 合 闸 、 分 闸 、 试 验等 操 作 。 如 合 闸 后 负 荷 启 动 ， GOT即 有 电流 、 功 率 显 示 。 电 流 信 号 经 取 样 电 路 送 入V0通 道 ， 经 PLC处 理 后 显 示 工 作 电 流 值 ，同 时 显 示 功 率 值 。 （ 5） 高 压 开 关 运 行 后 ， PLC对 系 统 的 过 载 、短 路 、 断 相 、 过 压 、 欠 压 及 低 压 侧 反 馈 过来 的 故 障 信 号 根 据 各 种 逻 辑 关 系 ， 输 出 控制 和 保 护 信 号 送 给 执 行 单 元 控 制 断 路 器 动作 ， 从 而 实 现 保 护 ， 同 时 GOT上 显 示 故 障画 面 。 （ 6） 在 故 障 界 面 下 ， PLC进 行 闭 锁 保 护 ，保 证 不 能 再 执 行 合 闸 操 作 。 只 有 在 故 障 处理 后 ， 按 复 位 键 GOT显 示 正 常 主 界 面 情 况下 ， 才 能 再 进 行 分 、 合 闸 操 作 。 、 保 护 特 性 （ 1） 过 载 保 护 ： 高 压 开 关 的 过 载 1.2倍 保 护采 样 值 取 自 B相 经 IV转 换 取 样 电 路 送 入 V0通 道 。 经 A/D转 换 后 送 入 PLC内 部 D1寄 存 器 。当 该 寄 存 器 内 数 据 大 于 PLC过 载 整 定 设 定 值的 1.2倍 时 ， PLC延 时 输 出 一 开 关 信 号 使 高压 真 空 断 路 器 跳 闸 ， 动 作 时 间 120s， 同时 人 机 屏 显 示 过 负 荷 故 障 画 面 。 本 装 置 过载 1.510倍 保 护 采 样 值 取 自 A、 C相 ， 经IV变 换 器 送 入 V1、 V2 通 道 ， 经 过 A/D 转换 后 送 入 PLC内 部 D2寄 存 器 ， 当 A、 C任 一相 电 流 超 过 设 定 值 时 ， PLC按 表 5规 定 的 反时 限 特 性 进 行 保 护 ， 同 时 人 机 屏 显 示 过 负荷 故 障 画 面 。 C任 一 相 电 流 超 过 速 断 设 定 值 时 ， PLC送 出一 开 关 信 号 迅 速 使 高 压 真 空 断 路 器 动 作 ，动 作 时 间 100ms， 同 时 人 机 屏 显 示 短 路故 障 画 面 。 （ 3） 断 相 保 护 ： PLC在 每 个 扫 描 周 期 内 将送 入 D1、 D2、 D3寄 存 器 内 的 电 流 值 进 行 比较 ， 找 出 电 流 最 大 值 寄 存 器 (如 D1)， 然 后 分别 用 D1减 去 其 它 两 寄 存 器 内 的 数 据 ， 当 差值 超 过 设 定 电 流 值 的 70%时 ， PLC延 时15S输 送 出 一 开 关 信 号 使 高 压 真 空 断 路 器 动作 ， 同 时 显 示 断 相 故 障 界 面 。 （ 4） 欠 压 、 过 压 保 护 ： 欠 压 、 过 压 保 护 采样 值 取 自 电 压 电 压 转 换 器 ， 送 入 V3通 道 。经 A/D转 换 后 送 入 PLC内 部 D4寄 存 器 。 PLC在 每 个 扫 描 周 期 内 将 D4内 数 据 与 额 定 电 压值 进 行 比 较 。 当 取 样 电 压 低 于 额 定 电 压 的75%时 ， 或 高 于 额 定 电 压 值 的 115 时 ，PLC输 出 信 号 控 制 断 开 高 压 真 空 断 路 器 ， 同时 人 机 屏 显 示 过 、 欠 压 保 护 画 面 。 （ 5） 超 温 保 护 ： 当 变 压 器 实 际 温 度 超 过 变压 器 设 计 温 度 时 ， 温 度 传 感 器 输 出 开 关 信号 到 PLC的 P05口 ， 然 后 PLC输 出 控 制 信 号分 断 高 压 真 空 断 路 器 ， 同 时 人 机 屏 显 示 移变 温 度 过 高 界 面 。 （ 6） 上 级 电 源 急 停 保 护 ： 当 上 级 电 源 需 要 紧 急 停电 时 ， 按 下 配 电 装 置 的 急 停 按 钮 ， 即 可 迅 速 停 掉上 级 电 源 （ 当 与 上 级 电 源 控 制 装 置 连 接 时 起 作用 ） 。 3、 机 械 原 理 （ 1） 机 械 机 构 原 理 A、 合 闸 1） 高 压 隔 离 开 关 具 有 ： 合 闸 、 分 闸 两 个 位 置 。 按下 机 电 闭 锁 按 钮 后 ， 向 前 推 动 手 柄 可 进 行 合 闸 ，向 后 拉 动 手 柄 可 进 行 分 闸 。 2） 操 作 储 能 手 柄 带 动 离 合 器 转 动 通 过 手 合 机构 启 动 电 合 按 钮 电 合 接 触 器 闭 合 通 过 电 合 机构 驱 动 棘 轮 单 向 转 动 储 能 弹 簧 逐 渐 拉 伸 过 凸 轮中 线 后 能 量 释 放 凸 轮 撞 击 脱 扣 器 四 连 杆 机 构 推 动 主 轴 转 动 其 拐 臂 推 动 绝 缘 子 闭 合 真 空 开关 管 合 闸 。 随 着 主 轴 转 动 合 闸 ， 分 闸 弹 簧 被 拉伸 而 储 能 ， 触 头 弹 簧 被 压 缩 压 紧 触 头 ， 使 脱 扣 器四 连 杆 机 构 过 中 位 后 稳 定 下 来 ， 保 持 合 闸 位 置 。 B、 分 闸 按 下 手 动 分 断 按 钮 ， 用 外 力 直 接 驱 动 冲 杆 撞 击 按 电 分 按 钮 或 保 护 动 作 直 流 阀 得 电 冲 杆 撞 击 按 电 气 闭 锁 按 钮 或 保 护 动 作 电 磁 铁 失 电 冲 杆 撞击 脱 扣 制 子 转 动 脱 扣 器 四 连 杆 机 构 失 去 平 衡 在分 闸 弹 簧 的 作 用 下 ， 主 轴 转 动 其 拐 臂 带 动 绝 缘子 拉 开 真 空 开 关 管 分 闸 。 分 闸 后 ， 三 个 绝 缘子 的 螺 钉 紧 靠 在 分 闸 限 位 缓 冲 器 上 ， 保 持 分 闸 位置 。 （ 1） 永 磁 机 构 原 理 A、 合 闸 原 理 通 过 绝 缘 拉 杆 与 真 空 灭 弧 室 动 触 头 连 接 ， 采 用 永磁 闭 锁 的 操 作 机 构 。 利 用 同 步 轴 实 现 三 相 联 动 和机 械 闭 锁 ， 该 机 构 永 磁 体 和 永 磁 机 构 结 合 的 新 型操 作 机 构 ， 在 充 磁 结 束 后 可 完 成 一 次 重 合 闸 过 程 。按 下 合 闸 按 钮 ， 发 出 指 令 ， 驱 动 控 制 电 路 触 发IGBT模 块 接 通 合 闸 电 容 线 圈 ， 永 磁 机 构 动 铁 芯 向合 闸 位 置 运 动 ， 通 过 传 动 拐 臂 将 开 关 管 触 头 闭 合 ，同 时 使 辅 助 分 闸 弹 簧 储 能 。 1） 高 压 隔 离 开 关 具 有 ： 合 闸 、 分 闸 两 个 位 置 。 按下 机 电 闭 锁 按 钮 后 ， 向 前 推 动 手 柄 可 进 行 合 闸 ，向 后 拉 动 手 柄 可 进 行 分 闸 。 2） 断 路 器 分 合 闸 通 过 电 分 、 电 合 实 现 。 永 磁 断路 器 要 等 送 电 约 十 秒 钟 后 方 能 合 闸 ， 留 出 给 电 容充 电 的 时 间 ； 同 样 分 闸 后 不 能 马 上 合 闸 ， 也 要 等电 容 充 满 电 ， 等 待 大 约 8秒 。 B、 分 闸 原 理 电 磁 分 闸 采 用 分 闸 电 容 的 储 能 与 智 能 电 控 进 行 分闸 。 按 分 闸 按 钮 ， ， 驱 动 控 制 电 路 触 发 IGBT模 块接 通 分 闸 电 容 线 圈 ， 永 磁 机 构 动 铁 芯 向 分 闸 位 置运 动 ， 通 过 传 动 拐 臂 将 开 关 管 触 头 打 开 。 4、 联 锁 高 压 隔 离 开 关 与 前 门 联 锁 高 压 隔 离 开 关 合 闸 时 ， 高 压 开 关 前 门 由 于 联 锁 螺杆 的 旋 入 将 不 能 打 开 。 当 需 要 打 开 前 门 时 ， 必 须将 高 压 隔 离 开 关 打 在 分 闸 位 置 （ 此 时 真 空 断 路 器已 处 于 分 闸 状 态 ） ， 联 锁 螺 杆 旋 入 门 联 锁 孔 ， 高压 配 电 开 关 前 门 才 能 打 开 。 （ 2） 高 压 隔 离 开 关 与 真 空 断 路 器 联 锁 高 压 隔 离 开 关 合 闸 后 ， 高 压 隔 离 开 关 主 轴 连 接 操作 手 把 转 盘 与 真 空 断 路 器 形 成 机 电 闭 锁 ， 使 高 压隔 离 开 关 主 轴 无 法 转 动 。 只 有 按 下 高 压 隔 离 开 关与 真 空 断 路 器 的 机 电 闭 锁 按 钮 后 （ 此 时 真 空 断 路器 已 分 闸 ） ， 高 压 隔 离 刀 闸 才 能 转 动 ， 这 样 从 根本 上 保 证 了 高 压 隔 离 开 关 只 有 在 无 负 载 时 才 能 执行 合 闸 或 分 闸 操 作 。